A. Litología y estratigrafía

Basado en la información geológica existente y proceso de verificación de campo, en el área de estudio se han reconocido unidades litoestratigráficas que van desde el Jurásico Superior hasta el Cuaternario reciente, con predominancia de rocas sedimentarias e intrusivas.

La secuencia y relaciones estratigráficas generalizadas, identificadas en la zona de estudio son las siguientes:

1. Formación Chicama.

Regionalmente esta unidad consta de una gruesa secuencia de lutitas fosilíferas de edad titoniana, originalmente fue estudiada por Stappenbeck (1929) en la parte superior del Valle Chicama.

Litológicamente la formación consiste de una potente y monótona serie de lutitas bien laminadas y de aspecto pizarroso, de color gris oscuro a negro, con ocasionales intercalaciones de areniscas y cuarcitas claras y de limolitas gris parduzcas por intemperismo. Se estima que las lutitas pizarrosas constituyen el 80% de la litología de la formación y contienen algunos horizontes fosilíferos.

La parte lutácea de la formación presenta una topografía suave, en cambio las areniscas que se intercalan debido a su mayor resistencia a la erosión forman crestas y colinas alargadas.

En varios lugares como puede observarse en el plano geológico, la formación se encuentra cortada por stocks de granodiorita en cuyos contornos se nota nítidos efectos de metamorfismo de contacto, caracterizado por la estructura pizarrosa que muestran las lutitas y por la presencia de andalucita. La aureola de metamorfismo tiene intensidad y ancho variable según el tamaño de los plutones.

Las lutitas Chicama son bastante fosilíferas, la mayoría de los fósiles indican una edad titoniana (Jurásico Superior) edad que correspondería a la formación Chicama.

2. Formación Casma.

Se da el nombre de formación Casma a una gruesa secuencia de rocas volcánicas con intercalaciones de sedimentos que afloran típicamente cerca del pueblo de Casma, lugar donde fue estudiada por Trottereau.

Esta formación se encuentra compuesta por una secuencia de rocas volcánicas andesíticas con intercalaciones de lutitas, areniscas y escasos lechos de calizas. Las rocas volcánicas consisten principalmente de derrames y piroclásticos de composición andesítica, tienen textura porfirítica o afanítica, están bien estratificadas y son de colores gris, gris verdoso, marrón y algunas veces morado. Las capas sedimentarias intercaladas son lutitas de colores pardo a marrón, areniscas blancas de grano fino a medio, cuarcitas blancas en capas delgadas y ocasionales estratos de calizas recristalizadas por efecto del metamorfismo termal.

Se sabe que la formación Casma es la prolongación hacia el Norte de la gran secuencia volcánico-sedimentaria que aflora a lo largo de la Costa Sur del país, cerca de Lima conocida como formación Puente de Piedra de edad titoniano-berriasiana.

En el presente estudio se considera a la formación Casma de edad jurásica superior a cretácea inferior.

3. Formación Santa y Carhuaz

Litológicamente la serie inferior que representa a la formación Santa está constituida por limolitas gris amarillentas u oscuras, intercaladas con lutitas arenosas friables de color gris negruzco en la base y por calizas negras, fosilíferas, estratificadas en capas delgadas, en sus niveles superiores. Su espesor es alrededor de 150 m.

La serie superior corresponde a la formación Carhuaz y consiste de una secuencia de cerca de 1,000 m. de lutitas claras, marrones, gris oscuras hasta negras, finamente estratificadas e intercaladas con capas delgadas de calizas fosilíferas de color negro que intemperizan a marrón oscuro. Cerca de la base de esta serie superior se encuentran dos capas de yeso persistentes hasta de 10 m. de grosor cada una que sirven como horizontes guías en el reconocimiento de la formación.

Se considera a las formaciones Santa y Carhuaz de edad Valanginiano superior – Aptiano.

4. Volcánico Calipuy

Con este nombre se estudia una extensa formación de rocas volcánicas que superyacen con discordancia angular a las formaciones del cretáceo inferior y superior. Su afloramiento abarca el 14% del área estudiada, y se encuentra conformada por bancos de brechas y aglomerados volcánicos, bastante compactos y de color gris verdoso a marrón rojizo, los fragmentos del aglomerado son subangulosos y su tamaño va de 1 a 10 cm. de diámetro, tienen textura porfirítica y los fenocristales de plagioclasas, ortosa y hornblenda, destacan en una pasta fina de color gris blanquecino, gris oscuro, rojizo y morado con mancha de epidota; a las brechas y aglomerados suceden superiormente lavas con menor proporción de piroclásticos, de composición principalmente andesítica con algunos horizontes de riolitas y riodacitas.

Estas rocas volcánicas se presentan mayormente estratificadas en bancos gruesos aunque en ciertos lugares son lenticulares. El grosor del volcánico Calipuy se estima en más de 2,000 m.

Los mantos volcánicos se muestran suavemente ondulados, aunque en grandes sectores son francamente horizontales.

La edad del volcánico Calipuy queda comprendida entre el Cretáceo superior y principios del Terciario.

5. Depósitos Cuaternarios

Depósitos Aluviales. Los depósitos de esta clase se encuentran a lo largo del fondo y laderas del valle del Santa, formando el relleno del cauce y terrazas de extensiones y grosores variables. Consisten de gravas, arenas y limos moderadamente compactados.

En el valle del río Santa a la altura de la Hacienda Taquilpón, se observan tres terrazas escalonadas a 8, 20 y 70 m. sobre el lecho del río, las cuales son utilizadas para la agricultura. A cinco km aguas arriba (estación de Mirador), se nota en ambos flancos del valle restos de terrazas más antiguas a 300 m. de altura sobre el piso actual del valle.

Depósitos Eólicos. Pequeñas acumulaciones de arena eólica existen en la quebrada de Pampa del Toro y en la base de los cerros aledaños del cuadrángulo de Santa Rosa. Estos depósitos son de extensión y grosor muy limitado y no han sido considerados en el mapa.

6. Rocas Intrusivas

La exposición de las rocas intrusivas abarca alrededor del 37% del área estudiada y se caracteriza por presentar una topografía accidentada; sin embargo, los cerros formados de roca intrusiva presentan contornos más suaves que los formados por rocas volcánicas.

La roca intrusiva ampliamente difundida es la granodiorita que se presenta como extensos plutones, además se encuentran granitos y andesitas en forma de diques.

Granodiorita. Un afloramiento casi continuo de granodiorita se reconoce en la parte occidental del área, existen pequeños stocks y apófisis dispersos en la parte central del área, atravesando a las formaciones del Cretáceo inferior y al volcánico Calipuy.

En profundidad todos estos afloramientos de roca intrusiva probablemente constituyen una unidad con el resto del batolito andino. En fractura fresca la roca es de color gris claro, textura equigranular, holocristalina, hipidiomorfa y de grano grueso a medio. Entre sus minerales esenciales se reconocen a simple vista plagioclasas, cuarzo, algo de ortosa, abundante hornblenda y escasa biotita, composición que en término medio corresponde a una granodiorita.

En algunos casos presenta una textura porfídica, especialmente cerca de los contactos donde los fenocristales de plagioclasas alcanzan hasta 5 cm. de longitud.

La granodiorita en muchos lugares muestra transiciones graduales por un lado a diorita y diorita cuarcífera y por otro a monzonita.

En ciertas localidades esta roca intrusiva está afectada por sistemas de junturamiento que producen una disyunción tabular muy características, como en el cerro Aurovilca, en la quebrada del Silencio tributaria del río Santa, etc.

Andesitas. Los diques de andesita se presentan mayormente en la granodiorita. Sistemas de diques de esta clase con orientación N-S, se encuentran abundantemente esparcidos en el cuerpo del batolito.

Metamorfismo producido por las intrusiones

El emplazamiento de los intrusivos ha producido en las rocas huéspedes diversos grados de metamorfismo termal. La aureola metamórfica tiene anchos variables según la naturaleza de la roca intruída y el tamaño de las intrusiones. Los efectos más pronunciados se manifiestan en las lutitas Chicama las que han sido transformadas a pizarras chiastolíticas, el ejemplo más notable de este fenómeno se observa en los contornos de la granodiorita que forma el macizo Aurovilca.

Las rocas intrusivas estudiadas en el área pertenecen al batolito andino y se encuentran penetrando a las formaciones del Cretáceo inferior y al volcánico Calipuy de supuesta edad cretácea superior a comienzos del Terciario. En base a estas relaciones, consideramos que el emplazamiento de la granodiorita se haya producido entre fines del Cretáceo y el Terciario inferior; edad supuesta por la mayoría de los investigadores para el batolito andino.

B. Geología estructural

La estructura geológica en la parte oriental de los cuadrángulos es compleja, pues las formaciones jurásicas y cretáceas están fuertemente plegadas y falladas. Estas deformaciones

se deben a la orogénesis andina de fines del Cretáceo y a los fenómenos subsiguientes de emplazamiento del batolito y al movimiento epirogénico que afectó en general a los Andes.

Sin considerar los detalles menores de las estructuras se puede indicar que los pliegues mayores tienen una orientación NO-SE coincidiendo con el rumbo general de los Andes. Los pliegues unas veces son amplios y de flancos suaves y en otros casos son comprimidos y de flancos empinados hasta invertidos.

Las fallas son de dos tipos:

Fallas inversas, originadas probablemente durante el plegamiento de los sedimentos, tienen buzamientos hacia el Este indicando que el empuje mayor fue hacia el Oeste.

Fallas de gravedad, posteriores a las de compresión a las cuales cortan con ángulos de 45º.

Los pliegues fuertemente comprimidos y las numerosas fallas inversas y normales dificultan la medición exacta del espesor de las diferentes formaciones.

Pliegues

Las rocas sedimentarias que afloran en el lado oriental de ambos cuadrángulos están afectadas por numerosos pliegues de rumbo promedio NO-SE, orientación que coincide en líneas generales con la dirección de la Cordillera de los Andes en esta parte del país. Los pliegues están cortados por fallas de diversa magnitud, unas veces las fallas forman pequeños ángulos con los ejes y otras son transversales.

En términos generales, en el área se aprecia dos zonas plegadas, la primera comprende el lado Noreste caracterizada por pliegues pequeños de rumbo NNO-SSE que se muestran dislocados por numerosas fallas.

Muchos de los pliegues del área son disarmónicos debido a la diferente competencia de las rocas de la serie estratigráfica; por ejemplo, las lutitas Chicama en el núcleo de los anticlinales se presentan intensamente replegadas con respecto a las cuarcitas Chimú suprayacentes, igual caso se observa en las lutitas Carhuaz.

Todas las estructuras plegadas están cortadas casi normalmente por los valles que corren de Este a Oeste; así, el río Santa corta casi perpendicularmente a la primera zona estructural donde se ha mapeado el Sinclinal de Chaccha; esta estructura queda en el paraje de Chaccha, tiene rumbo NO-SE y está desarrollada en las formaciones Santa y Carhuaz. Se le reconoce por pocos kilómetros pues su prolongación en ambos sentidos queda cubierta por el volcánico Calipuy. Es un pliegue asimétrico cuyo flanco oriental es muy empinado con relación al occidental.

Fallas

En el área de estudio existen numerosas fallas tanto inversas como normales y aún pequeños sobreescurrimientos, que han producido fuertes dislocamientos de las formaciones y estructuras plegadas en general.

Las fallas inversas generalmente están asociadas con los plegamientos y se les supone originada por los mismos esfuerzos de compresión. Las fallas normales son relativamente posteriores a aquellas; pues, como puede observarse en el mapa geológico producen dislocamiento de los pliegues y aún de las fallas inversas.

Fallas Inversas

Este tipo de fallas son las más importantes del área, tienen rumbos que varían de Norte a Noroeste y buzamientos hacia el E y NE con ángulos relativamente altos.

Fallas Normales

Este tipo de fallas son comunes en toda el área pero son más abundantes en el extremo NE de Santiago de Chuco, Las dimensiones de estas fallas son variables. La mayoría de estas fallas tienen orientación NO-SE y otro grupo menor enrumba según NE-SO, estas últimas desplazan a aquellas sugiriendo una edad relativa posterior; en ciertos sitios estos dos sistemas de fallas han producido dislocamientos en bloques. En general las fallas normales tienen buzamientos que van desde 50º hasta la vertical.

Estructura de las rocas ígneas

La roca intrusiva que afloran en el área de estudio pertenece al gran batolito andino, este enorme macizo ígneo presenta una topografía de relieve muy pronunciado y constituye estructuralmente una prominencia alargada según el rumbo de los andes.

La granodiorita que principalmente compone este batolito está fuertemente junturada. El sistema predominantemente de diaclasas tienen rumbo N50º - 60º O e inclinaciones de 70º a 80 SE. Cerca al contacto con el intrusivo las rocas sedimentarias y volcánicas se presentan distorsionadas, fracturadas y con diversos grados de metamorfismo, igualmente se ha notado asimilaciones de estas rocas en la granodiorita. En el macizo ígneo es común encontrar grandes manchas de rocas sedimentarias o volcánicas a manera de “techos colgantes”.

Las rocas volcánicas que cubren la mayor extensión de los cuadrángulos estudiados se presentan generalmente en bancos subhorizontales y a veces con suaves ondulaciones. En el área no se han observado aparatos volcánicos a través de los cuales se haya producido la eyección de esta gruesa y extensa formación volcánica, por lo cual se supone que dichos volcánicos sean productos de emisiones de fisuras.